強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂系指在交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子基體上帶有強(qiáng)酸性磺酸基（—SO3H）的離子交換樹脂。若以R代表高分子基體，則可用R—SO3H表示之。黑色或褐色的粒狀物，相對密度為0.76，真相對密度為0.1-1.2，水分含量為15%-20%，交換容量為450mg當(dāng)量/L。有凝膠型和大孔型之分。
強(qiáng)酸性001×7(732)陽離子交換樹脂
適應(yīng)環(huán)境
1、遇水的交換可將其本身的某一種具有活性的離子和水中某電離子相互交換，即發(fā)生置換反應(yīng)，去除水中可溶解的離子。
2、酸堿的交換其酸性相當(dāng)硫酸、鹽酸等無機(jī)酸，它在堿性、中性，甚至酸介質(zhì)中都顯示離子交換功能。
它的特點(diǎn)
1、交換容量高；
2、交換速度快；
3、穩(wěn)定性好；
4、抗污染機(jī)械強(qiáng)度好；
它的用途
主要用于硬水軟化、脫鹽水、純水和高純水的制備，也用于催化劑和脫水劑，以及濕法冶金、分離提純稀有元素、食品、制藥、制糖，工業(yè)也用于濕法冶金提取鎢、鉬、釩、稀土等和其他稀有元素分離，以及作為酯化反應(yīng)的合成酯類精細(xì)產(chǎn)品和脫水劑等。在環(huán)保領(lǐng)域處理廢水并回收其中的金、銀、銅、鉻、鈀等貴金屬，在植物提取和生化提取行業(yè)用于脫色、分離、精制等工序，還用于抗生素提取和分析化學(xué)中測試銅、鋅、鋁、鈦、稀土元素等。
它的規(guī)格
國內(nèi)產(chǎn)品有交聯(lián)度從l至11不同規(guī)格，其中以交聯(lián)度值為7的產(chǎn)品*多。典型性能為顆粒直；0．3～1．2mm，含水量45％～55％，交換容量≥4．0～5．OmEq／g(鈉型干樹脂)，濕真密度(20℃)1．23～1．28g／cm3，濕表觀密度0．75～0．8593，耐磨率≥90％～98，0.3～1.2mm的粒度≥95％。

我司是一家從事特種高分子新材料研究、開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)與技術(shù)服務(wù)于一體的的。公司堅(jiān)持產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的發(fā)展模式，與大學(xué)、大學(xué)保持緊密。成立了以大學(xué)博士生導(dǎo)師魯在君教授為學(xué)科人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在擁有“一種含氰基的苯并噁嗪樹脂的制備方法”發(fā)明自主知識產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)上，了苯并惡嗪在生產(chǎn)工藝方面的技術(shù)難題，填補(bǔ)多項(xiàng)國內(nèi)空白。公司年產(chǎn)2000噸苯并惡嗪樹脂，是目前國內(nèi)規(guī)模的苯并惡嗪樹脂生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子元器件、層壓板、真空泵旋片、印制電路基板和低粘度樹脂成型的絕緣材料、耐火材料，以及磨料磨具等技術(shù)應(yīng)用水平的行業(yè)，市場前景廣闊。
公司產(chǎn)品主要包括：苯并噁嗪樹脂，特種酚醛樹脂，特種環(huán)氧樹脂及其他化學(xué)品。苯并噁嗪與傳統(tǒng)酚醛樹脂相比，苯并噁嗪樹脂具有相對低的熔融粘度，便于成型加工；聚合時無小分子放出，制品孔隙率低；聚合時收縮很小，近似零收縮，可制品精度；固化時不需要強(qiáng)酸為催化劑；聚合物耐熱性好，有較高的Tg和熱穩(wěn)定性；聚合物有優(yōu)良的阻燃性和高的殘?zhí)悸剩痪酆衔镉辛己玫臋C(jī)械性能和電氣性能；具有靈活的分子設(shè)計(jì)性及價(jià)格低廉等特點(diǎn)。我們竭誠為絕緣行業(yè)、電子行業(yè)、摩擦密封材料行業(yè)、磨料磨具行業(yè)及航空航天領(lǐng)域企業(yè)提供滿意的樹脂產(chǎn)品和服務(wù)。
公司的發(fā)展目標(biāo)是建立在產(chǎn)學(xué)研模式上，整合上下游的特種新材料創(chuàng)投平臺。愿與有志之士攜手共贏，為新材料行業(yè)的發(fā)展同德，全力以赴。

系統(tǒng)研究了含酚羥基有機(jī)烷氧基硅烷和間苯二酚/雙酚F環(huán)氧樹脂的合成工藝及其相應(yīng)改性固化物的性能。用IR、VIP、液質(zhì)聯(lián)用儀等對合成產(chǎn)物進(jìn)行了表征,并對固化物的性能進(jìn)行了測試,分析、評價(jià)了改性效果。間苯二酚/雙酚F共聚型環(huán)氧樹脂的合成工藝是:間/雙比為20:80,醚化溫度是80℃,醚化時間5hrs,閉環(huán)溫度為60℃,加堿速度為4g/10min;含酚羥基有機(jī)烷氧基硅烷的合成工藝是間苯二酚/二甲基二乙氧基硅烷=2.4:1(摩爾比),反應(yīng)溫度為110℃,反應(yīng)時間為11hrs,催化劑Na用量為0.5%。系統(tǒng)研究了以為固化劑,2,4-咪唑?yàn)榇龠M(jìn)劑,間苯二酚/雙酚F共聚型環(huán)氧樹脂的固化條件及樹脂固化物的性能,固化體系和固化條件為:間/雙比為20:80的共聚樹脂,為6%,2,4-咪唑?yàn)?%,固化溫度110℃,固化時間為3hrs。間苯二酚/雙酚F共聚型環(huán)氧樹脂綜合性能優(yōu)于未改性雙酚F環(huán)氧樹脂,其粘度(25℃,以下同)。

技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種新型環(huán)氧樹脂前質(zhì)體雙酚F，以雙酚F為原料的環(huán)氧樹脂與以雙酚A為原料的環(huán)氧樹脂相比，有黏度低、作業(yè)性優(yōu)良等特點(diǎn)，同時也可被用作染料中間體、無溶劑型至固體份涂料、酚醛樹脂的改性劑和穩(wěn)定劑等方面，屬于化學(xué)材料與領(lǐng)域。
背景技術(shù)
環(huán)氧樹脂是復(fù)合材料的基體材料，種類繁多，性能優(yōu)良，表現(xiàn)出優(yōu)良的粘附力、力學(xué)性能、高絕緣性、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、形式及尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及固化操作方便，使其用途為廣泛。我國自1958年開始對環(huán)氧樹脂進(jìn)行了研究，并以很快的速度投入了工業(yè)生產(chǎn)，至今已在全國各地蓬勃發(fā)展，除生產(chǎn)普通的雙酚A-環(huán)氧氯丙烷型環(huán)氧樹脂外，也生產(chǎn)其他各種類型的新型環(huán)氧樹脂，以滿足建設(shè)及經(jīng)濟(jì)各部門的急需。
雙酚F型環(huán)氧樹脂是由雙酚F(BPF)和環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下縮合而成的產(chǎn)物，它不僅具有雙酚A型環(huán)氧樹脂的一切優(yōu)良特性，還有其特的性能，尤其是黏度遠(yuǎn)低于雙酚A型環(huán)氧樹脂。雙酚F型環(huán)氧樹脂黏度是雙酚A型環(huán)氧樹脂的1/4左右，使雙酚F環(huán)氧樹脂在使用過程中可以少加甚至不加溶劑和活性稀釋劑，了生產(chǎn)過程中易然易爆的危險(xiǎn)，減少了環(huán)境污染。并且可低溫固化，拓展了使用范圍，同時發(fā)現(xiàn)其力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于雙酚A環(huán)氧樹脂。由于雙酚F型環(huán)氧樹脂具有其特的性能，國外環(huán)氧樹脂主要生產(chǎn)有品種比較的雙酚F型環(huán)氧樹脂產(chǎn)品。國內(nèi)外有關(guān)雙酚F環(huán)氧樹脂的合成及其性能研究的報(bào)道也表明雙酚F環(huán)氧樹脂研究開發(fā)的重要性。
雙酚F作為一種重要的化工中間體，其環(huán)氧樹脂具有黏度低、易于與固化劑交聯(lián)、對纖維浸漬性好等優(yōu)點(diǎn)，能滿足大型風(fēng)電葉片和加工注塑成型要求。此外，雙酚F與環(huán)氧烷加成即可得到聯(lián)苯二醇，此后與二元酸反應(yīng)得到聚酯樹脂。該樹脂具有粘度低、機(jī)械性能好與化學(xué)性能等特點(diǎn)，特別適宜制造耐腐材料。雙酚F還可加氫制成醇作為耐候性材料的原料、溴化制阻燃劑等?？傊?，由雙酚F參與制造的制品，其耐熱、耐水(濕)、絕緣等性能，特別是加工(作業(yè))和力學(xué)性能都有顯著的提高，因而能滿足高分子涂料、電子級環(huán)氧樹脂、鑄塑及澆鑄成型、阻燃性材料、大型風(fēng)電環(huán)氧樹脂等性能的要求，所以雙酚F產(chǎn)品具有較好的開發(fā)和應(yīng)用前景。然而，隨著人們對雙酚F性能的要求越來越高，目前的產(chǎn)品很難滿足人們的需求，需要開發(fā)出性能更加優(yōu)良的雙酚F產(chǎn)品。
為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)合成了一種新型環(huán)氧樹脂前質(zhì)體雙酚F，該新型雙酚F目前尚未見報(bào)道。

風(fēng)力發(fā)電是鼓勵和急需的節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目。風(fēng)電葉片露天工作,在承受強(qiáng)風(fēng)載荷、砂粒沖刷、紫外線照射、大氣氧化與腐蝕、酸鹽腐蝕、材料成本等方面有較高的要求。目前兆瓦級風(fēng)機(jī)葉片已采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,所需的環(huán)氧樹脂要求粘度低、對纖維浸透性好、耐沖擊性能高、韌性好。通用型環(huán)氧樹脂的粘度高、耐沖擊性及耐候性差,漆膜在戶外易粉化失光又欠,不宜作戶外用涂料和膠粘劑。研發(fā)新型風(fēng)電葉片環(huán)氧樹脂具有非常重要的意義。新型雙酚F環(huán)氧樹脂具有粘度低、耐溶劑性強(qiáng)、耐沖擊性能高、對纖維浸漬性和與玻璃鋼復(fù)合性能好、使用成本低等優(yōu)點(diǎn)而被看好用于制造風(fēng)電葉片基制材料。主要原料雙酚F在國外已有生產(chǎn),但存在高酚醛比、性能的對位異構(gòu)體含量低、收率低、產(chǎn)物后處理復(fù)雜等問題,且采用了大倍數(shù)循環(huán)蒸發(fā)套用,又在加熱條件下反應(yīng),造成生產(chǎn)成本較高。而進(jìn)口雙酚F價(jià)格過高,致使國內(nèi)雙酚F環(huán)氧樹脂規(guī)?；a(chǎn)很少。論文先用、在磷酸催化劑和甲醇溶劑存在下,進(jìn)行親電取代反應(yīng)制備了雙酚F,研究了原料配比、催化劑磷酸用量、反應(yīng)溫度及時間對產(chǎn)物收率及其中對位異構(gòu)體含量的影響,得到了工藝參數(shù):/(mo1)=5:1,甲醇/=1:1,/磷酸=3:1,水/酸=2.5～3.0/1,反應(yīng)溫度45℃,反應(yīng)時間5h,在此反應(yīng)條件下,雙酚F產(chǎn)品收率達(dá)92.2%(以計(jì),即每摩爾可以得到的雙酚F摩爾),所得的雙酚F產(chǎn)物中4,4'-位異構(gòu)體含量有73.2%。再用雙酚F與環(huán)氧氯丙烷在催化劑四甲基存在下進(jìn)行醚化反應(yīng),然后加入固體氫氧化鈉進(jìn)行環(huán)氧化脫氯反應(yīng),再精制得到雙酚F環(huán)氧樹脂。研究了原料配比、反應(yīng)時間和溫度對產(chǎn)品氯含量和環(huán)氧值的影響,確定了適宜的工藝條件:環(huán)氧氯丙烷/雙酚F(mol)=10:1,二氯丙醇/環(huán)氧氯丙烷=0.2,四甲基用量為2%(mol/BPF),醚化溫度為80℃,時間為5h,環(huán)氧化催化劑為粉末狀氫氧化鈉,過量2%,閉環(huán)溫度為70℃,時間為1.5～2.0h。在這一工藝條件下制得的雙酚F型環(huán)氧樹脂為淺黃色透明,低溫流動性好,收率為91%,環(huán)氧值達(dá)到0.57,有機(jī)氯為2.110-4,無機(jī)氯為1.310-4。經(jīng)傅里葉變換紅外光譜和核磁共振分析,初步確認(rèn)了所合成產(chǎn)品為雙酚F環(huán)氧樹脂。

環(huán)硫樹脂與環(huán)氧樹脂在結(jié)構(gòu)上十分類似,但又由于其結(jié)構(gòu)的性,除了具有環(huán)氧樹脂所具備的一些優(yōu)能,還能夠在低溫下快速固化,與金屬有良好的粘接,高的折射率等,因此,在低溫快速固化、基材粘接以及光學(xué)樹脂材料等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用,研究環(huán)硫/環(huán)氧樹脂具備廣闊的應(yīng)用前景。
實(shí)驗(yàn)過程中,制備低粘度的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂體系,有效地避免了樹脂體系在操作中粘度大、流動性差的缺點(diǎn)。分別選擇兩類固化劑,胺類和酸酐類,對樹脂/固化劑體系進(jìn)行詳細(xì)的探究。本論文主要工作如下：
以雙酚F環(huán)氧樹脂和硫氰酸鉀為主要原料制備了目標(biāo)產(chǎn)物雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂。通過FTIR、1HNMR、元素分析等手段表征合成產(chǎn)物結(jié)構(gòu),并建立了紅外工作曲線、核磁譜圖兩種分析方法,對合成產(chǎn)物進(jìn)行環(huán)硫含量的定量分析。其中,合成的產(chǎn)物環(huán)氧轉(zhuǎn)化率為67%。
其次,環(huán)硫樹脂與環(huán)氧樹脂相比,具有更大的環(huán)張力,因此,活性更大、更容易開環(huán),發(fā)生聚合反應(yīng)。本文采用非等溫DSC法研究了環(huán)硫基團(tuán)含量分別為15%和50%的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂/酸酐體系的固化反應(yīng)動力學(xué),采用Malek法判定機(jī)理函數(shù),采用Kissinger法和等轉(zhuǎn)化率法求解體系的活化能、求解動力學(xué)參數(shù),建立了動力學(xué)方程,并進(jìn)行模擬。結(jié)果表明兩體系均符合SB(m,n)模型。接著,對不同環(huán)硫含量的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧/酸酐體系的力學(xué)性能進(jìn)行測試,結(jié)果表明,隨著環(huán)硫含量的增加,體系的拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長率變化不大,對Cu的粘接性能變好,對Al的粘接性能變差。
再次,環(huán)氧基團(tuán)和環(huán)硫基團(tuán)開環(huán)后分別形成羥基(或者氧負(fù)離子)和巰基(或者硫負(fù)離子),二者活性差別大,可能導(dǎo)致固化物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生差異,因此,本文進(jìn)一步針對固化物的結(jié)構(gòu)展開研究,分別采用環(huán)硫含量為15%和50%的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂,與不同化學(xué)計(jì)量比的胺和酸酐進(jìn)行配比,采用DSC、DMTA等對固化物進(jìn)行玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、模量的表征。結(jié)果表明,四個樹脂體系均是隨著固化劑用量的減少(從化學(xué)計(jì)量比減小到小化學(xué)計(jì)量比),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和模量出現(xiàn)的趨勢。說明巰基-SH或者硫負(fù)離子-S-,對于樹脂體系有非常重要的影響,隨著樹脂體系中,環(huán)硫含量的增加,樹脂體系的固化反應(yīng)速率提高,樹脂固化體系更易形成密集的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。